车用高强度钢板热冲压工艺改进研究及应用

发布时间：2016-12-16 22:36

  本文关键词：车用高强度钢板热冲压工艺改进研究及应用，由笔耕文化传播整理发布。

《大连理工大学》 2013年

车用高强度钢板热冲压工艺改进研究及应用

于宏元  

【摘要】：高强度钢板热冲压成形技术能够同时解决汽车轻量化和碰撞安全这对矛盾,对制造节能、环保和安全的汽车具有重要意义。本文对高强度钢板22MnB5的热冲压工艺改进及热冲压零件在车身轻量化和碰撞安全中的应用进行了相关实验和仿真研究。 进行了热冲压基本工艺参数改进实验研究,获得了奥氏体化参数加热温度、保温时间以及冷却速率等对热冲压后材料机械性能的影响规律。基于厚度1.6mm热冲压高强度钢板22MnB5的实验结果表明：基本工艺参数改进后的最佳加热温度为900℃～950℃,最佳保温时间为2min～4min,最佳冷却速率为36℃/s～173℃/s,基于改进工艺的热冲压零件材料兼具高强度和良好塑性。 基于U形热冲压实验和ABAQUS有限元仿真、复杂形状零件热冲压实验和Dynaform有限元仿真,进行了热冲压关键工艺改进研究。获得了快速急冷工艺对热冲压件淬火速率、淬火均匀性、微观组织、机械性能、回弹和成形性能的影响规律。实验和仿真结果表明：成形温度在600℃～700℃时,板料的平均冷却速率达到30℃/s以上,实现了板料的淬火,微观组织转变为条状马氏体,抗拉强度达到1500MPa以上；同时,U形热冲压件的回弹△H绝对值小于0.3mm,满足成形精度要求；成形温度650℃材料硬化指数高、成形性能好,复杂形状热冲压件没有出现破裂。采用快速急冷工艺,将高温板料快速急冷至合适温度再热冲压成形,能够显著改善板料的成形性能,同时提高其淬火速率、获得满足机械性能和形状精度要求的热冲压件。 根据改进工艺制造了热冲压车门防撞梁,测试了其材料性能、成形性能、抗弯性能和吸能性能等。实验和仿真结果表明：成形温度650℃热冲压车门防撞梁最大抗弯载荷可以达到14.58kN、最大动态冲击吸能达到2.25kJ,兼具高强度和良好的塑性变形吸能能力,综合性能最优,改进工艺热冲压车门防撞梁更适合抵抗侧面碰撞。采用热冲压车门防撞梁和B柱对车身侧围结构进行改进设计,并基于LS-DYNA进行了整车侧碰仿真优化分析,采用1.6mm热冲压成形车门防撞梁替换2.5mm DP800防撞梁、采用1.2mm热冲压成形B柱加强板替换1.5mm DP800B柱加强板后,B柱侵入量、侵入速度、车体变形和吸能情况都达到或优于原方案,整车减重可达3.7kg,能够在保证碰撞安全性的同时实现轻量化。

【关键词】：
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG306;U466
【目录】：

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2 郑文;王敏;程轩挺;雷鸣;;超高强度热成形钢电阻点焊的数值模拟[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年

3 杨柳;程轩挺;孙游;吴嘉元;王敏;;超高强热成形钢板电阻点焊接头性能[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年

4 屈翔;廖林清;徐科峰;;某轿车白车身结构的静动态特性分析及优化[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年

5 韩俊;林刚;詹捷;罗静;张开琴;;汽车高强板A柱回弹控制及工艺优化[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年

6 霍刚;张兴国;;冷轧双相钢性能特点及应用浅析[A];第十届中国科协年会论文集（四）[C];2008年

7 黄宜松;陈吉清;李宇彤;裘芝敏;;车身轻量化材料的应用及其成形性能研究进展[A];2009年广东先进制造技术(佛山)活动周文集[C];2009年

8 黄宜松;陈吉清;李宇彤;裘芝敏;;车身轻量化材料的应用及其成形性能研究进展[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年

9 高丽;周月明;刘俊亮;沈小丹;任忠鸣;;双相钢的研究进展及应用[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年

10 乔立峰;张红梅;刘振宇;王国栋;;含Nb热轧双相钢生产工艺的研发[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年

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1 李敏;基于协同异构模型的成形模拟计算加速[D];华中科技大学;2010年

2 张鹏;双相钢电阻点焊性能特征与焊接机理研究[D];华中科技大学;2010年

3 马宁;高强度钢板热成形技术若干研究[D];大连理工大学;2011年

4 但文蛟;高强度汽车板相变诱发塑性本构模型及硬化特性研究[D];上海交通大学;2008年

5 刘和平;高强塑积热变形淬火碳分配钢的研究[D];上海交通大学;2011年

6 陈晓斌;基于现代设计方法和提高整车碰撞安全性的车身轻量化研究[D];吉林大学;2011年

7 李响;承载夹层复合材料的轻量化设计方法及其应用研究[D];武汉理工大学;2011年

8 王金轮;基于高强度钢板的车身结构设计关键理论与应用研究[D];华南理工大学;2011年

9 吴磊;高强度钢板扭曲回弹特性及控制方法研究[D];湖南大学;2010年

10 朱彬;高强钢热成形过程微观组织及多物理场耦合模拟[D];华中科技大学;2012年

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2 陈波;基于行人保护的汽车引擎罩改进研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

3 李海昭;孪晶诱导塑性钢的组织与性能研究[D];昆明理工大学;2010年

4 李扬;双相钢发动机下护板热冲压模具设计及模拟仿真[D];北京交通大学;2011年

5 陈武明;某微型客车侧围外板拉深质量改进[D];吉林大学;2011年

6 张显波;商用车驾驶室白车身开发中轻量化材料的应用研究[D];吉林大学;2011年

7 王萍;低成本高强韧低合金铸钢组织与性能研究[D];武汉理工大学;2011年

8 刘松林;基于Gurson模型的压力连接过程仿真及连接点强度预测[D];华南理工大学;2011年

9 代礼斌;高强IF钢再结晶过程的微观形貌与织构分析[D];武汉科技大学;2011年

10 张行;CX8075高速加工中心结构有限元分析及轻量化研究[D];郑州大学;2011年

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1 张志勤,何立波;阿塞勒公司汽车钢板主要品种综述及我国汽车板生产研发现状[J];鞍钢技术;2004年01期

2 王利,朱晓东,张丕军,陆匠心;汽车轻量化与先进的高强度钢板[J];宝钢技术;2003年05期

3 王利;汽车用高强度IF薄钢板[J];宝钢技术;1997年01期

4 刘红艳,何宜柱;材料组织结构演变的介观模拟[J];包头钢铁学院学报;2001年04期

5 范叶;杨沿平;孟先春;唐杰;;汽车轻量化技术及其实施途径[J];汽车工业研究;2006年07期

6 古田,金建军,钟平,王红涛;航空用高强高韧钢16Co14Ni10Cr2Mo[J];材料工程;1996年05期

7 邢忠文;包军;杨玉英;钟朝廷;;可淬火硼钢板热冲压成形实验研究[J];材料科学与工艺;2008年02期

8 毕文权;王春忠;陈岗;;桥壳热冲压成型过程的数值模拟[J];材料科学与工艺;2008年04期

9 包军;邢忠文;杨玉英;刘红生;;超高强度硼钢板热弯曲数值模拟[J];材料科学与工艺;2009年03期

10 石磊;肖华;陈军;仝广;谢坚强;;先进高强度钢板弯曲类回弹特性的试验研究[J];材料科学与工艺;2009年05期

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1 张宗华;刘书田;唐智亮;;蜂窝夹芯圆柱结构轴向冲击的耐撞性研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

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3 郭广丽;任志卫;;高强度钢板在汽车行业的应用[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年

4 胡勇;张伟勇;袁萍;王呈方;周永清;刘光武;;船体外板冲压成形研究[A];2011年CAD/CAM学术交流会议论文集[C];2011年

5 陈秀深;;轿车车门内板的冲压成形[A];第八届全国塑性加工学术年会论文集[C];2002年

6 王占军;夏青;李贤君;刘永盛;周燕湘;;高强度钢板热处理生产线的研制[A];2002年材料科学与工程新进展（下）——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年

7 党勇民;易细红;雷晓鹏;;汽车高强度钢板零件在CAE中的应用与探讨[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程（CAE）技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年

8 康永林;;国内外汽车板的现状、需求和发展趋势[A];第二届薄钢板质量研讨会论文集[C];2002年

9 周贤宾;;塑性加工技术的发展——更精、更省、更净[A];第八届全国塑性加工学术年会论文集[C];2002年

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4 郭廷杰;[N];世界金属导报;2003年

5 朱久发;[N];世界金属导报;2007年

6 郭廷杰;[N];世界金属导报;2003年

7 陈勇　唐莹莹;[N];世界金属导报;2011年

8 朱文英;[N];世界金属导报;2004年

9 肖英龙;[N];世界金属导报;2009年

10 ;[N];世界金属导报;2001年

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8 夏建新;汽车行李箱盖冲压数值模拟及工艺参数稳健优化[D];江苏大学;2010年

9 谢智;镁合金拼焊板冲压成形控制及应用研究[D];沈阳理工大学;2010年

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